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JPH1115994A - Method for creating curved surface - Google Patents

Method for creating curved surface

Info

Publication number
JPH1115994A
JPH1115994A JP9163744A JP16374497A JPH1115994A JP H1115994 A JPH1115994 A JP H1115994A JP 9163744 A JP9163744 A JP 9163744A JP 16374497 A JP16374497 A JP 16374497A JP H1115994 A JPH1115994 A JP H1115994A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
curved surface
original
deformed
point
creating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9163744A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tamotsu Harihara
保 針原
Tomoko Shikakura
智子 鹿倉
Mikihisa Sasaki
幹尚 佐々木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Software Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Hitachi Software Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd, Hitachi Software Engineering Co Ltd, Hitachi Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Priority to JP9163744A priority Critical patent/JPH1115994A/en
Publication of JPH1115994A publication Critical patent/JPH1115994A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain such a transformational curved surface as to have smooth continuity by creating a transformational curved surface which includes points of designated moving destinations and includes a smooth interpolation curved line that contacts the original curved surface with a border of a transformation area. SOLUTION: A border of a designated transformational area is set as graphic data that is represented by more than one parameter coordinate position on a main storage. When the point of the moving destination is indicated in accordance with each passing point group on the original curved surface, a curved surface creating part 101 sets the three-dimensional space coordinate point on the main storage. Next, it creates an interpolation line group that smoothly connects a point group of moving destinations and a part except the transformational area of the original curved surface. Then, an interpolation surface is created which interpolates a created interpolation line group and the part except a transformational area of the original curved surface in the form of having smooth continuity. The shape of a created interpolation surface is shown on a display 104 through a display controlling part 103. Next, numeric data showing the shape change of a created transformational curved surface is shown on the display 104 and the transformational curved surface is visually evaluated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータを利
用する曲面作成方法に係わり、特にCAD(Compu
ter Aided Design)/CAM(Com
puter Aided Manufacturin
g)/CAE(Computer Aided Eng
ineering)/CAGD(Computer A
ided Geometric Design)/CG
(Computer Graphics)において元の
曲面形状を局所的に所望の曲面に変形する曲面作成方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for creating a curved surface using a computer, and more particularly, to a CAD (Compupu).
ter Aided Design) / CAM (Com
puter Aided Manufacturin
g) / CAE (Computer Aided Eng)
inering) / CAGD (Computer A)
ided Geometric Design) / CG
The present invention relates to a method for creating a curved surface that locally deforms an original curved surface shape into a desired curved surface in (Computer Graphics).

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のCAGDなどの分野において3次
元の原曲面を目的に合った曲面に変形する方法として、
変形する曲面の位置に球、円錐などの基本的な曲面を設
定し、これらの曲面のデータを組み合わせることによっ
て変形曲面を生成する方法がある。
2. Description of the Related Art In a conventional field such as CAGD, as a method of transforming a three-dimensional original curved surface into a curved surface suitable for the purpose,
There is a method in which a basic curved surface such as a sphere or a cone is set at the position of a curved surface to be deformed, and a deformed curved surface is generated by combining data of these curved surfaces.

【0003】また特公平7−120437号公報に開示
されるように、原曲面に対して作用点を含む変形領域を
指示し、この変形領域内の各変形点の位置に基づいて曲
面の各位置の相対的な変形率を表すベクトル場関数を求
め、作用点について変形量及び方向を表す変形ベクトル
を指定し、変形ベクトルとベクトル場関数を乗算したベ
クトルを変形曲面のベースとする方法がある。
[0003] As disclosed in Japanese Patent Publication No. 7-120437, a deformation area including an action point with respect to an original curved surface is designated, and each position of the curved surface is determined based on the position of each deformation point in the deformation area. There is a method in which a vector field function representing a relative deformation rate of the target is obtained, a deformation vector representing a deformation amount and a direction is specified for an action point, and a vector obtained by multiplying the deformation vector and the vector field function is used as a base of the deformation surface.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】基本的な曲面データを
組み合わせて変形後の曲面を生成する従来の方法は、曲
面と曲面とのつながり方が不自然になり、滑らかな曲面
を表現するには適していない。
In the conventional method of generating a deformed surface by combining basic surface data, the method of connecting curved surfaces becomes unnatural, and it is difficult to express a smooth surface. Not suitable.

【0005】また特公平7−120437号公報に記載
の方法は、変形曲面と変形領域外の原曲面とのつながり
方に自然な滑らかさを保持することが困難である。また
指示する作用点が1つに限られることと、原曲面の境界
線上に作用点がある場合の曲面の変形に対応できないと
いう問題もある。
In the method described in Japanese Patent Publication No. 7-120439, it is difficult to maintain natural smoothness in the connection between the deformed curved surface and the original curved surface outside the deformed area. Further, there is a problem that only one action point is specified, and it is not possible to cope with the deformation of the curved surface when the action point is on the boundary line of the original curved surface.

【0006】さらに以上のような方法によって変形曲面
を作成した後、作成された変形曲面がユーザの満足する
ものか否か評価する手段が用意されていないという問題
がある。
Furthermore, after a deformed surface is created by the above-described method, there is a problem that there is no means for evaluating whether the created deformed surface satisfies the user.

【0007】本発明の目的は、変形曲面の作成と変形曲
面の評価とを連続して行えるような曲面作成方法を提供
することにある。
It is an object of the present invention to provide a method for creating a curved surface that enables continuous creation of a deformed surface and evaluation of the deformed surface.

【0008】本発明の他の目的は、変形曲面と変形領域
外の原曲面とのつながり方に滑らかな連続性をもたせる
ような曲面作成方法を提供することにある。
It is another object of the present invention to provide a method for creating a curved surface that provides a smooth continuity in the connection between the deformed curved surface and the original curved surface outside the deformed area.

【0009】本発明のさらに他の目的は、指示する作用
点が2つ以上である場合や原曲面の境界線上に作用点が
ある場合の曲面作成方法を提供することにある。
It is still another object of the present invention to provide a method for creating a curved surface when there are two or more action points to be designated or when there are action points on the boundary of the original curved surface.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、原曲面外の指
定された3次元空間座標点を補間して原曲面に接するよ
うな変形曲面を生成するステップと、この変形曲面の形
状を表示装置上に表示するステップと、変形曲面の形状
の変化を示す数値データを視覚的に表示装置上に表示す
るステップと、変形曲面を決定するよう指示されるまで
上記ステップを順に繰り返す曲面作成方法を特徴とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, there is provided a step of interpolating a specified three-dimensional space coordinate point outside an original surface to generate a deformed surface that is in contact with the original surface, and displaying the shape of the deformed surface. Displaying on a device, visually displaying numerical data indicating a change in the shape of the deformed surface on a display device, and a curved surface creating method for sequentially repeating the above steps until instructed to determine the deformed surface. Features.

【0011】また本発明は、原曲面上に少なくとも1つ
の通過点が指定され、この通過点を囲む原曲面上の変形
領域が指定され、原曲面上の各通過点に対応して原曲面
外に移動先の3次元空間座標点が指定されたとき、指定
された移動先の点を補間して変形領域の境界線で原曲面
に接する滑らかな補間曲線を生成し、複数の補間曲線を
補間する変形曲面を生成して変形曲面の形状を表示装置
上に表示する曲面作成方法を特徴とする。なお原曲面上
の通過点のうちの1つは、変形領域の境界線上又は頂点
上に存在してもよい。
Further, according to the present invention, at least one passing point is designated on the original curved surface, a deformation region on the original curved surface surrounding the passing point is designated, and the deformation area outside the original curved surface is designated corresponding to each passing point on the original curved surface. When a three-dimensional space coordinate point of the movement destination is specified in, a smooth interpolation curve that touches the original curved surface at the boundary of the deformation area by interpolating the specified movement destination point is interpolated, and a plurality of interpolation curves are interpolated. The method is characterized by generating a deformed curved surface and displaying the shape of the deformed curved surface on a display device. Note that one of the passing points on the original curved surface may exist on the boundary line or the vertex of the deformation area.

【0012】なおコンピュータによって読み取り可能な
記憶媒体上に実体化されたコンピュータプログラムは、
上記曲面作成方法の各ステップを含むものである。
The computer program embodied on a computer-readable storage medium is:
The method includes each step of the curved surface creation method.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図面を用いて詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0014】図1は、本実施形態の情報処理装置の構成
図である。処理装置100は、表示制御部103、曲面
作成部101、曲面データ110を格納する主記憶装
置、入力制御部108及び出力制御部109から構成さ
れる。表示装置104は、処理装置100に接続され、
曲面の形状等を表示する装置である。キーボード105
は、処理装置100に接続され、3次元空間上の座標位
置を表す座標値等の数値データを入力する装置である。
マウス106は、処理装置100に接続され、表示装置
104に表示される曲面上の点や表示されるシンボル等
を指示する入力装置である。プリンタ107は、処理装
置100に接続され、表示装置104に表示された曲面
形状のハードコピー等を出力する装置である。曲面作成
部101は、主記憶装置上の曲面データ110を読み取
って表示制御部103を介して曲面形状の形式で表示装
置104に表示し、キーボード105又はマウス106
と入力制御部108を介して原曲面上の点とその移動先
の点が指定されたとき、移動先の点を通過するような変
形曲面のデータを作成して表示装置104上に表示し、
完成した変形曲面を出力制御部109を介してプリンタ
107に出力する処理部である。曲面作成部101は、
処理装置100の主記憶装置に格納されるプログラムを
実行することによって実現される。表示制御部103、
入力制御部108及び出力制御部109は、各々接続す
る装置を制御するハードウェア機構及び処理装置100
の主記憶装置に格納される制御プログラムを実行するこ
とによって実現される。また曲面作成部101のプログ
ラムを処理装置100によって読み取り可能な記憶媒体
上に格納し、処理装置100に接続される図示しない外
部記憶装置を介して処理装置100の主記憶装置に読み
込むことが可能である。
FIG. 1 is a configuration diagram of an information processing apparatus according to the present embodiment. The processing device 100 includes a display control unit 103, a curved surface creating unit 101, a main storage device for storing curved surface data 110, an input control unit 108, and an output control unit 109. The display device 104 is connected to the processing device 100,
It is a device that displays the shape of a curved surface. Keyboard 105
Is a device that is connected to the processing device 100 and inputs numerical data such as coordinate values representing coordinate positions in a three-dimensional space.
The mouse 106 is an input device that is connected to the processing device 100 and indicates a point on a curved surface displayed on the display device 104, a symbol to be displayed, and the like. The printer 107 is a device that is connected to the processing device 100 and outputs a hard copy or the like having a curved surface shape displayed on the display device 104. The curved surface creating unit 101 reads the curved surface data 110 on the main storage device, displays the curved surface data 110 on the display device 104 in the form of a curved surface via the display control unit 103, and displays the keyboard 105 or the mouse 106
When a point on the original curved surface and its destination point are designated via the input control unit 108, data of a deformed curved surface that passes through the destination point is created and displayed on the display device 104,
A processing unit that outputs the completed deformed surface to the printer 107 via the output control unit 109. The curved surface creation unit 101
This is realized by executing a program stored in the main storage device of the processing device 100. Display control unit 103,
The input control unit 108 and the output control unit 109 are a hardware mechanism and a processing device 100 that control connected devices, respectively.
By executing a control program stored in the main storage device. The program of the curved surface creation unit 101 can be stored on a storage medium readable by the processing device 100 and can be read into the main storage device of the processing device 100 via an external storage device (not shown) connected to the processing device 100. is there.

【0015】図2は、曲面作成部101の処理の流れを
示すフローチャートである。曲面作成部101は、表示
制御部103を介して主記憶装置上の原曲面群の形状デ
ータを図形の形式で表示装置104上に表示する(ステ
ップ11)。ここで原曲面データは、パラメトリック表
現の曲面S(u,v)で表現されるデータである。S
(u,v)は、平面、楕円面、2次錐面、柱面等の2次
曲面を含む。パラメトリック表現の曲面は、図3に示す
ように格子状に配列された複数の四辺形面素(パッチ)
から構成され、この曲面上の点の位置P(u,v)をU
方向とV方向の座標軸に関するパラメタ座標位置と呼
ぶ。パラメタ座標位置P(u,v)は、次式に示すよう
に変換関数Rを介して3次元空間の座標位置E(x,
y,z)に変換される。
FIG. 2 is a flowchart showing the flow of the process of the curved surface creating unit 101. The curved surface creation unit 101 displays the shape data of the original curved surface group on the main storage device in the form of a graphic on the display device 104 via the display control unit 103 (step 11). Here, the original surface data is data represented by a surface S (u, v) in a parametric expression. S
(U, v) includes a second-order curved surface such as a plane, an elliptical surface, a second-order conical surface, and a columnar surface. The curved surface of the parametric expression is composed of a plurality of quadrilateral surface elements (patches) arranged in a grid as shown in FIG.
And the position P (u, v) of a point on this curved surface is represented by U
This is referred to as a parameter coordinate position with respect to the coordinate axes in the direction and the V direction. The parameter coordinate position P (u, v) is converted into a coordinate position E (x,
y, z).

【0016】E(x,y,z)=R(P(u,v))。E (x, y, z) = R (P (u, v)).

【0017】図4は、表示装置104上に表示される原
曲面群の形状図形の例を示す図である。原曲面41の形
状図形には、各原曲面を識別する曲面番号42のような
識別子が表示され、パッチの四隅の点又はパッチをさら
に格子状の面素に細分した格子点の位置にはシンボル4
3が表示される。オペレータがマウス106を介して曲
面番号42、シンボル43又は原曲面41のいずれかの
点を指示することによって、原曲面41を選択するか又
は原曲面41上の座標位置を入力することができる。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a shape figure of an original curved surface group displayed on the display device 104. An identifier such as a curved surface number 42 for identifying each original curved surface is displayed on the shape figure of the original curved surface 41, and a symbol is provided at a point at each of the four corners of the patch or at a lattice point obtained by further subdividing the patch into a lattice-shaped surface element. 4
3 is displayed. When the operator designates any one of the curved surface number 42, the symbol 43, and the original curved surface 41 via the mouse 106, the operator can select the original curved surface 41 or input a coordinate position on the original curved surface 41.

【0018】次に表示される原曲面群の中からキーボー
ド105又はマウス106を介して変形処理を加える原
曲面S1が選択されると、曲面作成部101は選択され
た原曲面S1の曲面番号42などの識別子を主記憶上に
設定する(ステップ12)。次に原曲面S1上の通過点
群SPi(i=0,1,・・・)がマウス106又はキ
ーボード105を介して選択されると、その各パラメタ
座標位置を主記憶上に設定する(ステップ13)。通過
点群SPiとしてマウス106を介して原曲面S1上の
点に付されたシンボル43の他に任意の点を指示するこ
とができる。またキーボード105を介して原曲面S1
上の任意のパラメタ座標位置を数値によって入力しても
よい。次にキーボード105又はマウス106を介して
原曲面S1上に通過点群SPiを包含する変形領域が指
示されると、指定された変形領域の境界線C(t)を1
つ以上のパラメタ座標位置によって表現される図形デー
タとして主記憶上に設定する(ステップ14)。
When an original surface S1 to be deformed is selected from the group of original surfaces to be displayed via the keyboard 105 or the mouse 106, the surface creating unit 101 selects the surface number 42 of the selected original surface S1. Is set in the main memory (step 12). Next, when a group of passing points SPi (i = 0, 1,...) On the original curved surface S1 is selected via the mouse 106 or the keyboard 105, the respective parameter coordinate positions are set on the main memory (step). 13). An arbitrary point other than the symbol 43 attached to a point on the original curved surface S1 can be designated via the mouse 106 as the passing point group SPi. The original curved surface S1 is input via the keyboard 105.
The above arbitrary parameter coordinate position may be input by a numerical value. Next, when a deformation area including the passing point group SPi is designated on the original curved surface S1 via the keyboard 105 or the mouse 106, the boundary C (t) of the designated deformation area is set to 1
It is set on the main memory as graphic data represented by one or more parameter coordinate positions (step 14).

【0019】図5は、変形領域の指定方法を説明する図
である。51は原曲面S1、52は変形領域を示す。ま
た53は変形領域を定義するための点であり、54は変
形領域の境界線である。図5(A)は、変形領域52が
矩形である場合の例であり、変形領域52はその対角の
2つの点53を指示することによって定義される。図5
(B)は、変形領域52が多角形の場合であり、変形領
域52はこの多角形の頂点となる点53を指示すること
によって定義される。あるいはマウス106を介して原
曲面S1上に自由な閉曲線を描き、この閉曲線を多角形
によって補間することも可能である。
FIG. 5 is a diagram for explaining a method of specifying a deformation area. 51 indicates an original curved surface S1, and 52 indicates a deformation area. Reference numeral 53 denotes a point for defining the deformation area, and reference numeral 54 denotes a boundary of the deformation area. FIG. 5A shows an example in which the deformation area 52 is a rectangle. The deformation area 52 is defined by designating two points 53 on the opposite corners. FIG.
(B) is a case where the deformation area 52 is a polygon, and the deformation area 52 is defined by designating a point 53 that is a vertex of the polygon. Alternatively, a free closed curve can be drawn on the original curved surface S1 via the mouse 106, and the closed curve can be interpolated by a polygon.

【0020】図6は、変形領域と通過点群SPiとの関
係を説明する図である。図6(A)は、通過点群SPi
がすべて原曲面S1の内部にある場合に定義できる変形
領域52の例を示す。図6(B)は、通過点群SPiの
中に原曲面の境界線上の点を指示するSPiが存在する
場合に定義可能な変形領域52の例を示す。図6(C)
は、通過点群SPiの中に原曲面の頂点(隅の点)を指
示するSPiが存在する場合に定義可能な変形領域52
の例を示す。
FIG. 6 is a diagram for explaining the relationship between the deformation area and the passing point group SPi. FIG. 6A shows the passing point group SPi.
Shows an example of a deformation region 52 that can be defined when all the data are inside the original curved surface S1. FIG. 6B shows an example of the deformation area 52 that can be defined when SPi indicating a point on the boundary of the original curved surface exists in the passing point group SPi. FIG. 6 (C)
Is a deformation area 52 that can be defined when SPi indicating the vertex (point at the corner) of the original curved surface exists in the passing point group SPi.
Here is an example.

【0021】次にキーボード105またはマウス106
を介して原曲面S1上の各通過点群SPiに対応してそ
の移動先の点MPiが指示されると、曲面作成部101
はその3次元空間座標点を主記憶上に設定する(ステッ
プ15)。オペレータが移動先の点MPiを指示するに
当っては、あらかじめ表示装置104上に3次元空間座
標点または3次元空間上の曲線L(t)を表示しておい
てマウス106を介して表示された点又は曲線L(t)
上の点を指示すれば、視覚的に点MPiを指示できる。
Next, the keyboard 105 or the mouse 106
When the point MPi of the movement destination is designated corresponding to each passing point group SPi on the original curved surface S1 via the
Sets the three-dimensional space coordinate point in the main memory (step 15). When the operator indicates the destination point MPi, a three-dimensional space coordinate point or a curve L (t) in the three-dimensional space is displayed on the display device 104 in advance and is displayed via the mouse 106. Point or curve L (t)
By indicating the upper point, the point MPi can be visually indicated.

【0022】図7は、移動先の点MPiを指示する方法
を説明する図である。移動先の点MPiの3次元座標位
置MEi(x,y,z)は、あらかじめ表示された3次
元空間座標点71又は3次元空間上の曲線72上の点を
指示することによって設定される。あるいはキーボード
105を介して3次元座標位置MEi(x,y,z)の
各座標値を直接入力したり、点SPiの移動量を表すベ
クトル量Vi(x,y,z)を入力してもよい。点MP
iの位置ベクトルは次の式で算出される。
FIG. 7 is a diagram for explaining a method of designating a destination point MPi. The three-dimensional coordinate position MEi (x, y, z) of the destination point MPi is set by indicating a previously displayed three-dimensional space coordinate point 71 or a point on the curve 72 in the three-dimensional space. Alternatively, each coordinate value of the three-dimensional coordinate position MEi (x, y, z) may be directly input via the keyboard 105, or a vector amount Vi (x, y, z) representing the movement amount of the point SPi may be input. Good. Point MP
The position vector of i is calculated by the following equation.

【0023】点MPiの位置ベクトル=点SPiの位置
ベクトル+Vi(x,y,z)。このようにして移動先
の点群MPiが設定されたとき、移動先の点群MPiと
原曲面S1の変形領域外の部分を滑らかに結ぶ補間線群
CViを生成する(ステップ16)。
Position vector of point MPi = position vector of point SPi + Vi (x, y, z). When the destination point group MPi is set in this way, an interpolation line group CVi that smoothly connects the destination point group MPi and a portion of the original curved surface S1 outside the deformation area is generated (step 16).

【0024】例えばV方向を固定とし、U方向に配列さ
れた移動先の点群をMPij(j=0,1,・・・n)
と表現する。ここでU方向に沿った補間線CViについ
て変形領域の一方の境界線上の点MPij(j=0)を
始点とし、他方の境界線上の点MPij(j=n)を終
点とすれば、MPij(j=0)及びMPij(j=
n)は原曲面S1上の点又はユーザによって指定された
原曲面S1外の点のいずれかであるからその3次元空間
位置座標は明らかである。そこでMPijを滑らかに補
間するスプライン関数Qj(j=0,1,・・・n−
1)を用いて次の式によってU方向に沿った補間線CV
iを求めることができる。
For example, with the V direction fixed, the point group of the destination arranged in the U direction is represented by MPij (j = 0, 1,... N).
Is expressed as Here, for the interpolation line CVi along the U direction, if a point MPij (j = 0) on one boundary line of the deformation region is set as a start point and a point MPij (j = n) on the other boundary line is set as an end point, MPij ( j = 0) and MPij (j =
Since n) is either a point on the original surface S1 or a point outside the original surface S1 specified by the user, its three-dimensional spatial position coordinates are clear. Therefore, a spline function Qj (j = 0, 1,... N-
The interpolation line CV along the U direction is obtained by the following equation using 1).
i can be obtained.

【0025】[0025]

【数1】 (Equation 1)

【0026】ただしMPij(j=0)及びMPij
(j=n)のうち、原曲面S1上の点についてはCVi
の微分係数は0である。また必要に応じてCViのN階
の微分は連続性を保持していなければならない(例えば
曲線CViの曲率が連続であるためにはN=2階微分が
連続であること)。同様にjを固定にしたときのMPi
(i=0,1,・・・m)jについてもV方向に沿った
補間線CVjを求めることができる。
Where MPij (j = 0) and MPij
Of (j = n), the point on the original curved surface S1 is CVi
Is 0. Further, if necessary, the Nth derivative of CVi must maintain continuity (for example, in order for the curvature of the curve CVi to be continuous, the N = second derivative must be continuous). Similarly, MPi when j is fixed
(I = 0, 1,... M), an interpolation line CVj along the V direction can be obtained.

【0027】図8は、補間線CViの例を示す図であ
る。図8(A)は、点SPiがすべて原曲面S1の境界
線の内側に存在する場合の補間線CViの例を示す図で
ある。この例では原曲面S1が平面とするとき、通過点
SPiに対応する移動先の点MPiを通り変形領域52
の境界線上で原曲面S1と接する補間線CViを生成し
ている。図8(B)は、通過点群SPiの中に原曲面S
1の境界線上の点に位置するSPiが存在する場合の補
間線CViの例を示す図である。この例では原曲面S1
が平面とするとき、原曲面S1の境界線上の点に位置す
るSPiに対応する移動先の点MPiを通り対辺となる
変形領域52の境界線上で原曲面S1と接する補間線C
Viを生成している。この補間線CViをすべての移動
先の点MPiについて各々U方向及びV方向に関して生
成する。図9は、このようにして生成した補間線群CV
iの例を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing an example of the interpolation line CVi. FIG. 8A is a diagram illustrating an example of the interpolation line CVi when all the points SPi exist inside the boundary of the original curved surface S1. In this example, when the original curved surface S1 is a plane, the deformation area 52 passes through the destination point MPi corresponding to the passing point SPi.
The interpolation line CVi that is in contact with the original curved surface S1 on the boundary line is generated. FIG. 8B shows that the original curved surface S is included in the passing point group SPi.
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of an interpolation line CVi when there is an SPi located at a point on the boundary line of No. 1; In this example, the original curved surface S1
Is a plane, the interpolation line C that passes through the destination point MPi corresponding to the point SPi located at the point on the boundary line of the original curved surface S1 and is in contact with the original curved surface S1 on the boundary line of the deformation region 52 that is the opposite side.
Vi is being generated. The interpolation line CVi is generated for all the destination points MPi in the U direction and the V direction, respectively. FIG. 9 shows the interpolation line group CV generated in this manner.
It is a figure showing the example of i.

【0028】次に生成した補間線群CViと原曲面S1
の変形領域外の部分を滑らかな連続性をもつような形で
内挿された補間面S2の生成を行う(ステップ17)。
Next, the generated interpolation line group CVi and the original curved surface S1
Then, an interpolated surface S2 is generated by interpolating the portion outside the deformation region in such a manner as to have smooth continuity (step 17).

【0029】補間線群CViをCVjk(j=0,1,
・・・n;k=0,1,・・・m)と表現する。ここで
CVjk(j=0;k),CVjk(j=n;k),C
Vjk(j;k=0)及びCVjk(j;k=m)は変
形領域の境界線を共有する曲線又は境界線に対応する曲
線である。そこでCVjkを滑らかに補間するスプライ
ン関数Bjk(j=0,1,・・・n−1;k=0,1
・・・m−1)を用いて次の式によって補間面S2を求
めることができる。
The interpolation line group CVi is represented by CVjk (j = 0, 1,
.. N; k = 0, 1,... M). Here, CVjk (j = 0; k), CVjk (j = n; k), C
Vjk (j; k = 0) and CVjk (j; k = m) are curves sharing the boundary of the deformation region or curves corresponding to the boundary. Therefore, a spline function Bjk (j = 0, 1,... N-1; k = 0, 1) for smoothly interpolating CVjk
.. M-1), the interpolation plane S2 can be obtained by the following equation.

【0030】[0030]

【数2】 (Equation 2)

【0031】ただし変形領域の境界線が原曲面S1に一
致する部分では、この境界線と直交する方向のS2の偏
微分は0である。また必要に応じてS2のN階の偏微分
は連続性を保持していなければならない。
However, in a portion where the boundary of the deformation area coincides with the original curved surface S1, the partial differential of S2 in the direction orthogonal to the boundary is zero. If necessary, the Nth partial derivative of S2 must maintain continuity.

【0032】次に作成した補間面S2の形状を表示制御
部103を介して表示装置104上に表示する(ステッ
プ18)。このとき原曲面S1の形状に重ねて表示色を
変えた補間面S2の形状を表示する。
Next, the shape of the created interpolation plane S2 is displayed on the display device 104 via the display control unit 103 (step 18). At this time, the shape of the interpolation surface S2 in which the display color is changed is displayed so as to overlap the shape of the original curved surface S1.

【0033】次に作成された変形曲面S2の形状の変化
を示す数値データを表示装置104に表示して変形曲面
S2を視覚的に評価する。まず表示装置104上に変形
曲面S2の確認手段の候補を表示し、オペレータの選択
を待つ(ステップ19)。確認手段の候補としては、例
えば変形曲面S2の等高線データ、曲率半径線、法線、
変形による原曲面S1との差分量等がある。キーボード
105又はマウス106を介して確認手段が選択される
と、変形曲面S2の確認データを表示装置104上に表
示する(ステップ20)。
Next, numerical data indicating a change in the shape of the created deformed surface S2 is displayed on the display device 104, and the deformed surface S2 is visually evaluated. First, candidates for the confirmation means for the deformed curved surface S2 are displayed on the display device 104, and wait for selection by the operator (step 19). As candidates for the confirmation means, for example, contour line data of the deformed curved surface S2, curvature radius line, normal line,
There is an amount of difference from the original curved surface S1 due to deformation, and the like. When the confirmation means is selected via the keyboard 105 or the mouse 106, confirmation data of the deformed curved surface S2 is displayed on the display device 104 (step 20).

【0034】図10は、原曲面S1を基準とする変形曲
面S2の等高線の表示例を示す図である。図11は、指
定された補間線に沿って曲率半径線の推移を表示する例
を示す。図12は、変形曲面S2の補間線に沿って法線
の推移を表示する例を示す。図13は、指定された補間
線について変形による原曲面S1との差分量の推移を表
示する例を示す。横軸にパラメタ値をとり、縦軸に差分
量をとる。
FIG. 10 is a diagram showing a display example of contour lines of the deformed curved surface S2 based on the original curved surface S1. FIG. 11 shows an example of displaying a transition of a radius of curvature line along a specified interpolation line. FIG. 12 shows an example of displaying the transition of the normal line along the interpolation line of the deformed curved surface S2. FIG. 13 shows an example in which the transition of the difference between the designated interpolation line and the original curved surface S1 due to the deformation is displayed. The horizontal axis represents the parameter value, and the vertical axis represents the difference.

【0035】曲面作成部101は、変形曲面S2を決定
するか又は再設定するかの選択肢を表示装置104上に
表示し、オペレータの選択を待つ(ステップ21)。オ
ペレータが変形された変形曲面S2に満足できない場合
には、再設定を選択する。再設定が選択されると(ステ
ップ21NO)、ステップ13に戻ってユーザが満足す
るまで上記処理を繰り返す。
The curved surface creating unit 101 displays an option of determining or resetting the deformed curved surface S2 on the display device 104, and waits for an operator's selection (step 21). If the operator is not satisfied with the deformed curved surface S2, a reset is selected. If reset is selected (step 21 NO), the process returns to step 13 and repeats the above processing until the user is satisfied.

【0036】変形曲面S2の決定が選択されたとき(ス
テップ21YES)、作成された変形曲面S2の形状デ
ータを外部記憶装置に保存したり、表示装置104上に
表示するとともにプリンタ107上に出力し(ステップ
22)、処理を終了する。
When the determination of the deformed surface S2 is selected (step 21 YES), the created shape data of the deformed surface S2 is stored in an external storage device, displayed on the display device 104, and output to the printer 107. (Step 22), the process ends.

【0037】上記のようにしてユーザは、原曲面が変形
される状態を確認しながらコンピュータに対して対話的
に所望の変形曲面を作成していくことができる。
As described above, the user can create a desired deformed surface interactively with the computer while checking the state in which the original surface is deformed.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、指定
された移動先の点を含み変形領域の境界線で原曲面に接
する滑らかな補間曲線を生成し、複数の補間曲線を含む
変形曲面を生成するので、変形領域外の原曲面とのつな
がり方が滑らかな連続性をもつような変形曲面を得るこ
とができる。また変形曲面の作成と変形曲面の評価とを
連続して行うことができ、ユーザが評価結果に満足でき
ないときには、何回でも変形曲面の作成を繰り返して行
うことができる。
As described above, according to the present invention, a smooth interpolation curve including a designated destination point and in contact with an original curved surface at a boundary of a deformation area is generated, and a deformation including a plurality of interpolation curves is generated. Since the curved surface is generated, it is possible to obtain a deformed curved surface in which the connection with the original curved surface outside the deformation region has smooth continuity. Further, the creation of the deformed surface and the evaluation of the deformed surface can be performed continuously, and when the user is not satisfied with the evaluation result, the creation of the deformed surface can be repeated any number of times.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施形態の情報処理装置の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of an information processing apparatus according to an embodiment.

【図2】実施形態の曲面作成部101の処理の流れを示
すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart illustrating a processing flow of a curved surface creation unit 101 according to the embodiment.

【図3】パラメトリック曲面の例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a parametric curved surface.

【図4】実施形態の表示される原曲面群の形状図形を示
す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a shape figure of an original curved surface group displayed in the embodiment.

【図5】実施形態の変形領域の指定方法を説明する図で
ある。
FIG. 5 is a diagram illustrating a method of specifying a deformation area according to the embodiment.

【図6】実施形態の変形領域と通過点群SPiとの関係
を説明する図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between a deformation area and a passing point group SPi according to the embodiment.

【図7】実施形態の移動先の点MPiを指示する方法を
説明する図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a method of indicating a destination point MPi according to the embodiment.

【図8】補間線CViの例を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating an example of an interpolation line CVi.

【図9】生成した補間線群CViの例を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a generated interpolation line group CVi.

【図10】変形曲面の等高線の表示例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a display example of contour lines of a deformed curved surface.

【図11】変形曲面の曲率分布の表示例を示す図であ
る。
FIG. 11 is a diagram showing a display example of a curvature distribution of a deformed curved surface.

【図12】変形曲面の法線の表示例を示す図である。FIG. 12 is a diagram illustrating a display example of a normal line of a deformed curved surface.

【図13】変形曲面の原曲面に対する差分値の表示例を
示す図である。
FIG. 13 is a diagram illustrating a display example of a difference value between a deformed curved surface and an original curved surface.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101:曲面作成部、110:曲面データ 101: surface creation unit, 110: surface data

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 針原 保 神奈川県横浜市中区尾上町6丁目81番地 日立ソフトウェアエンジニアリング株式会 社内 (72)発明者 鹿倉 智子 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町5030番地 株 式会社日立製作所ソフトウェア開発本部内 (72)発明者 佐々木 幹尚 東京都千代田区丸の内二丁目1番2号 旭 硝子株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor: Tamotsu Harihara 6-81, Onoecho, Naka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture In-house Hitachi Software Engineering Co., Ltd. (72) Tomoko Kakura 5030 Totsukacho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture (72) Inventor Mikihisa Sasaki 2-1-2, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Asahi Glass Co., Ltd.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】コンピュータを利用して原曲面から変形し
た曲面を作成する方法において、原曲面外の指定された
3次元空間座標点を補間して原曲面に接するような変形
曲面を生成するステップと、該変形曲面の形状を表示装
置上に表示するステップと、該変形曲面の形状の変化を
示す数値データを視覚的に表示装置上に表示するステッ
プと、該変形曲面を決定するよう指示されるまで上記ス
テップを順に繰り返すことを特徴とする曲面作成方法。
1. A method for generating a deformed surface from an original surface by using a computer, wherein a specified three-dimensional space coordinate point outside the original surface is interpolated to generate a deformed surface that is in contact with the original surface. Displaying the shape of the deformed surface on a display device; visually displaying numerical data indicating a change in the shape of the deformed surface on the display device; and instructing to determine the deformed surface. A method for creating a curved surface, comprising repeating the above steps in order until the surface is completed.
【請求項2】変形曲面の形状の変化を示す数値データを
表示するとき、該変形曲面に関する複数の等高線、曲率
半径線の推移、法線の推移、原曲面との間の差分量の推
移の表示を例とする複数の確認手段のうちの指定された
1つの確認手段に基づいて表示することを特徴とする請
求項1記載の曲面作成方法。
2. When displaying numerical data indicating a change in the shape of a deformed curved surface, a plurality of contour lines, a transition of a curvature radius line, a transition of a normal, and a transition of a difference amount between the deformed curved surface and the original curved surface are displayed. 2. The curved surface creating method according to claim 1, wherein the display is performed based on a designated one of a plurality of confirmation means, for example, a display.
【請求項3】コンピュータによって読み取り可能な記憶
媒体上に実体化されたコンピュータプログラムであっ
て、該プログラムは原曲面から変形した曲面を作成する
下記ステップを含む:(a)原曲面外の指定された3次
元空間座標点を含んで原曲面に接するような変形曲面を
生成し、(b)該変形曲面の形状を表示装置上に表示
し、(c)該変形曲面の形状の変化を示す数値データを
視覚的に表示装置上に表示し、(d)該変形曲面を決定
するよう指示されるまで上記(a)(b)(c)を順に
繰り返す。
3. A computer program embodied on a computer-readable storage medium, the program including the following steps of creating a curved surface deformed from an original surface: (a) Designating a surface outside the original surface (B) displaying the shape of the deformed surface on a display device, and (c) displaying a numerical value indicating a change in the shape of the deformed surface. The data is visually displayed on the display device, and (d) steps (a), (b), and (c) are repeated in order until an instruction to determine the deformed surface is given.
【請求項4】コンピュータを利用して原曲面から変形し
た曲面を作成する方法において、原曲面上に少なくとも
1つの通過点が指定され、該通過点を囲む原曲面上の変
形領域が指定され、原曲面上の各通過点に対応して原曲
面外に移動先の3次元空間座標点が指定されたとき、指
定された移動先の点を補間して該変形領域の境界線で原
曲面に接する滑らかな補間曲線を生成し、複数の補間曲
線を補間する変形曲面を生成して該変形曲面の形状を表
示装置上に表示することを特徴とする曲面作成方法。
4. A method for creating a deformed surface from an original surface using a computer, wherein at least one passing point is designated on the original surface, and a deformation area on the original surface surrounding the passing point is designated. When a three-dimensional space coordinate point of the destination is designated outside the original surface corresponding to each pass point on the original surface, the designated destination point is interpolated into the original surface at the boundary of the deformation area. A method for creating a curved surface, comprising: generating a smooth interpolating curve that is in contact with a surface, generating a deformed surface for interpolating a plurality of interpolated curves, and displaying the shape of the deformed surface on a display device.
【請求項5】原曲面上の通過点のうちの少なくとも1つ
は、該変形領域の境界線上に存在することを特徴とする
請求項4記載の曲面作成方法。
5. The curved surface creating method according to claim 4, wherein at least one of the passing points on the original curved surface exists on a boundary of the deformation area.
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Cited By (4)

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KR100427180B1 (en) * 2001-12-12 2004-04-14 한국전자통신연구원 Morphing method of geometric figures
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